(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111360110.5 (22)申请日 2021.11.17 (71)申请人 南京依维柯 汽车有限公司 地址 211806 江苏省南京市浦口区桥林街 道浦口经济开发区百合路8号 (72)发明人 邹亮　邹小俊　张宝　闻坤　古忠　 (74)专利代理 机构 南京苏科专利代理有限责任 公司 32102 代理人 周湛湛 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/15(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种基于轴耦合的车辆刚柔耦合动力学建 模方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于轴耦合的车辆刚柔耦 合动力学建模 方法， 可有效提高车辆动力学仿真 精度， 减少仿真与试验之间的误差。 该方法包括 如下步骤： 建立不包含路面模型与轮胎模型的车 辆多刚体动力学模型； 建立车辆刚柔耦合动力学 模型； 建立具有三向位移输入功能的虚拟试验 台； 实际道路工况采集轴头与车架相对位移数 据； 车辆动力学仿真与模型校准。 本发明综合运 用刚柔耦合动力学原理和有限元 理论， 建立基于 轴耦合的车辆刚柔耦合动力学模 型， 解决了现有 车辆动力学建模 方法误差大的问题， 本发明的建 模方法具有较高的适用性和可操作性， 仿真结果 具有较高的精度。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 114091302 A 2022.02.25 CN 114091302 A 1.一种基于轴耦合的车辆刚柔耦合动力学建模方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤1， 建立 不包含路面模型与轮胎模型的车辆多刚体动力学模型； 步骤2， 建立车辆刚柔耦合动力学模型； 步骤3， 建立具有三向位移输入功能的虚拟试验台； 步骤4， 实际道路工况采集轴头与车架相对位移数据； 步骤5， 进行 车辆动力学仿真与模型 校准。 2.根据权利要求1所述的基于轴 耦合的车辆刚柔耦合动力学建模方法， 其特征在于： 所 述步骤1包括如下步骤： 步骤1.1， 从车辆三维模型中提取悬架硬度坐标、 发动机悬置硬点坐标、 车身质心坐标、 转向系统硬度坐标与传动系统硬点坐标， 并在ADAMS/VIEW中建立车辆悬架、 发动机悬置、 车 身、 转向系统和传动系统的空间位置坐标； 步骤1.2， 计算车辆发动机、 车身与传动系统的质量与 转动惯量， 计算弹性元件的刚度， 阻尼元件的阻尼系数； 步骤1.3， 根据 前述步骤中的硬点坐标分别建立车辆各系统的结构模型， 并添加构件的 质量属性， 按照系统间的连接关系设置零部件间的约束关系， 建立车辆各系统的动力学模 型； 步骤1.4， 将前述步骤中获得的车辆各系统动力学模型集成到ADAMS/VIEW同一平台上， 设置各系统间的约束关系， 建立车辆多刚体动力学模型， 所述车辆多刚体动力学模型中不 包含路面模型与轮胎模型； 步骤1.5， 对建立的车辆多刚体动力学模型进行自由度和静平衡仿真， 验证模型的准确 性。 3.根据权利要求1所述的基于轴 耦合的车辆刚柔耦合动力学建模方法， 其特征在于： 所 述步骤2包括如下步骤： 步骤2.1， 采用有限元软件对弹性零部件模型进几何清理、 抽中面、 网格划分、 网格质量 优化， 并添加材 料属性和约束关系； 步骤2.2， 对前述步骤中的零部件有限元模型进行约束模态仿真计算， 并提取模态中性 文件； 步骤2.3， 将前述步骤中的零部件模态中性文件导入到ADAMS/VIEW 中建立柔性体模型， 并校核柔 性体模型的固有频率、 振型和质量信息； 步骤2.4， 用前述步骤中建立的柔性体模型替代相应的刚性体模型， 并重新设置约束关 系， 建立车辆刚柔耦合动力学模型； 步骤2.5， 对建立的车辆刚柔耦合动力学模型进行模态仿真与静平衡仿真， 验证模型的 准确性。 4.根据权利要求3所述的基于轴 耦合的车辆刚柔耦合动力学建模方法， 其特征在于： 所 述步骤2中弹性 零部件应当成柔 性体处理， 刚性零部件应当成刚性体处 理。 5.根据权利要求1所述的基于轴 耦合的车辆刚柔耦合动力学建模方法， 其特征在于： 所 述步骤3包括如下步骤： 步骤3.1， 在每 个轴头位置， 即车轮 轮心处建立 一个浮动平台； 步骤3.2， 沿X、 Y、 Z三个方向上距每个浮动平台相同距离分别设置一个滑块， 并在各滑权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114091302 A 2块与浮动平台之间分别设置一个弹簧， 所述弹簧的刚度为轮胎垂向刚度的10 0倍； 步骤3.3， 各滑块与地 面之间分别建立移动副， 所述移动副的方向指向滑块； 步骤3.4， 在各移动副上分别设置一个驱动滑块； 步骤3.5， 在浮动平台与各驱动滑块之间分别设置一个双向弹簧； 步骤3.6， 采用模型整合技术， 将车辆刚柔耦合动力学模型集成到虚拟试验台上， 设置 轴头与浮动平台间的约束关系， 建立基于轴耦合的车辆刚柔耦合动力学模型。 6.根据权利要求5所述的基于轴 耦合的车辆刚柔耦合动力学建模方法， 其特征在于： 所 述步骤3中， 三向位移输入 是指在每个浮动平台上同时添加X向、 Y向与Z向的位移激励， 驱动 车辆动作。 7.根据权利要求1所述的基于轴 耦合的车辆刚柔耦合动力学建模方法， 其特征在于： 所 述步骤4包括如下步骤： 步骤4.1， 在每个轴头与车架之间沿X、 Y、 Z三个方向上各布置一根拉丝传感器， 采用LMS 采集器轴头与车架间的相对位移； 步骤4.2， 采用数据后处理软件对采集的相对位移数据进行滤波处理、 去毛刺处理和去 漂移处理； 步骤4.3， 将前述步骤中处理后的X、 Y、 Z三个方向的相对位移试验数据转化成TXT.文 件； 步骤4.4， 将X、 Y、 Z三个方向的相对位移试验数据TXT.文件导入到ADAMS中建立X、 Y、 Z三 个方向的相对位移S PLINE曲线。 8.根据权利要求1所述的基于轴 耦合的车辆刚柔耦合动力学建模方法， 其特征在于： 所 述步骤5包括如下步骤： 步骤5.1， 采用AKISPL,函数调用步骤4中建立的X、 Y、 Z三个方向的相对位移SPLINE曲 线， 进行动力学仿真； 步骤5.2， 采集车辆动力学模型中车架上的加速度时域数据； 步骤5.3实际道路工况， 采集三向加速度传感器与LMS设备采集车架上的加速度时域数 据； 步骤5.4， 将车架加速度仿真结果与试验数据进行对标分析， 最终证 明该建模方法的仿 真精度。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114091302 A 3